nsz Git - libfirm/blob - ir/lower/lower_hl.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2008 University of Karlsruhe.  All right reserved.
   3  *
   4  * This file is part of libFirm.
   5  *
   6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
   7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
   8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
   9  * packaging of this file.
  10  *
  11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
  12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
  13  * Agreement provided with the Software.
  14  *
  15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
  16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  17  * PURPOSE.
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file
  22  * @brief   Lower some High-level constructs, moved from the firmlower.
  23  * @author  Boris Boesler, Goetz Lindenmaier, Michael Beck
  24  * @version $Id$
  25  */
  26 #include "config.h"
  27
  28 #include "lowering.h"
  29 #include "irmode_t.h"
  30 #include "irnode_t.h"
  31 #include "entity_t.h"
  32 #include "typerep.h"
  33 #include "irprog_t.h"
  34 #include "ircons.h"
  35 #include "irhooks.h"
  36 #include "irgmod.h"
  37 #include "irgwalk.h"
  38
  39 /**
  40  * Lower a Sel node. Do not touch Sels accessing entities on the frame type.
  41  */
  42 static void lower_sel(ir_node *sel) {
  43         ir_graph *irg = current_ir_graph;
  44         ir_entity   *ent;
  45         ir_node  *newn, *cnst, *index, *ptr, *bl;
  46         tarval   *tv;
  47         ir_mode  *basemode, *mode, *mode_Int;
  48         ir_type  *basetyp, *owner;
  49         dbg_info *dbg;
  50
  51         assert(is_Sel(sel));
  52
  53         /* Do not lower frame type/global offset table access: must be lowered by the backend. */
  54         ptr = get_Sel_ptr(sel);
  55         if (ptr == get_irg_frame(current_ir_graph))
  56                 return;
  57
  58         ent   = get_Sel_entity(sel);
  59         owner = get_entity_owner(ent);
  60
  61         /*
  62          * Cannot handle value param entities here.
  63          * Must be lowered by the backend.
  64          */
  65         if (is_value_param_type(owner))
  66                 return;
  67
  68         dbg  = get_irn_dbg_info(sel);
  69         mode = get_irn_mode(sel);
  70
  71         mode_Int = get_reference_mode_signed_eq(mode);
  72
  73         /* TLS access, must be handled by the linker */
  74         if (get_tls_type() == owner) {
  75                 symconst_symbol sym;
  76
  77                 sym.entity_p = ent;
  78                 bl = get_nodes_block(sel);
  79
  80                 cnst = new_rd_SymConst(dbg, irg, bl, mode, sym, symconst_addr_ent);
  81                 newn = new_rd_Add(dbg, irg, bl, ptr, cnst, mode);
  82         } else {
  83                 /* not TLS */
  84
  85                 assert(get_type_state(get_entity_owner(ent)) == layout_fixed);
  86                 assert(get_type_state(get_entity_type(ent)) == layout_fixed);
  87
  88                 bl = get_nodes_block(sel);
  89                 if (0 < get_Sel_n_indexs(sel)) {
  90                         /* an Array access */
  91                         basetyp = get_entity_type(ent);
  92                         if (is_Primitive_type(basetyp))
  93                                 basemode = get_type_mode(basetyp);
  94                         else
  95                                 basemode = mode_P_data;
  96
  97                         assert(basemode && "no mode for lowering Sel");
  98                         assert((get_mode_size_bits(basemode) % 8 == 0) && "can not deal with unorthodox modes");
  99                         index = get_Sel_index(sel, 0);
 100
 101                         if (is_Array_type(owner)) {
 102                                 ir_type *arr_ty = owner;
 103                                 int      dims   = get_array_n_dimensions(arr_ty);
 104                                 int     *map    = ALLOCAN(int, dims);
 105                                 ir_node *last_size;
 106                                 int      i;
 107
 108                                 assert(dims == get_Sel_n_indexs(sel)
 109                                         && "array dimension must match number of indices of Sel node");
 110
 111                                 for (i = 0; i < dims; i++) {
 112                                         int order = get_array_order(arr_ty, i);
 113
 114                                         assert(order < dims &&
 115                                                 "order of a dimension must be smaller than the arrays dim");
 116                                         map[order] = i;
 117                                 }
 118                                 newn = get_Sel_ptr(sel);
 119
 120                                 /* Size of the array element */
 121                                 tv = new_tarval_from_long(get_type_size_bytes(basetyp), mode_Int);
 122                                 last_size = new_rd_Const(dbg, irg, mode_Int, tv);
 123
 124                                 /*
 125                                  * We compute the offset part of dimension d_i recursively
 126                                  * with the the offset part of dimension d_{i-1}
 127                                  *
 128                                  *     off_0 = sizeof(array_element_type);
 129                                  *     off_i = (u_i - l_i) * off_{i-1}  ; i >= 1
 130                                  *
 131                                  * whereas u_i is the upper bound of the current dimension
 132                                  * and l_i the lower bound of the current dimension.
 133                                  */
 134                                 for (i = dims - 1; i >= 0; i--) {
 135                                         int dim = map[i];
 136                                         ir_node *lb, *ub, *elms, *n, *ind;
 137
 138                                         elms = NULL;
 139                                         lb = get_array_lower_bound(arr_ty, dim);
 140                                         ub = get_array_upper_bound(arr_ty, dim);
 141
 142                                         assert(irg == current_ir_graph);
 143                                         if (! is_Unknown(lb))
 144                                                 lb = new_rd_Conv(dbg, irg, bl, copy_const_value(get_irn_dbg_info(sel), lb), mode_Int);
 145                                         else
 146                                                 lb = NULL;
 147
 148                                         if (! is_Unknown(ub))
 149                                                 ub = new_rd_Conv(dbg, irg, bl, copy_const_value(get_irn_dbg_info(sel), ub), mode_Int);
 150                                         else
 151                                                 ub = NULL;
 152
 153                                         /*
 154                                          * If the array has more than one dimension, lower and upper
 155                                          * bounds have to be set in the non-last dimension.
 156                                          */
 157                                         if (i > 0) {
 158                                                 assert(lb != NULL && "lower bound has to be set in multi-dim array");
 159                                                 assert(ub != NULL && "upper bound has to be set in multi-dim array");
 160
 161                                                 /* Elements in one Dimension */
 162                                                 elms = new_rd_Sub(dbg, irg, bl, ub, lb, mode_Int);
 163                                         }
 164
 165                                         ind = new_rd_Conv(dbg, irg, bl, get_Sel_index(sel, dim), mode_Int);
 166
 167                                         /*
 168                                          * Normalize index, id lower bound is set, also assume
 169                                          * lower bound == 0
 170                                          */
 171                                         if (lb != NULL)
 172                                                 ind = new_rd_Sub(dbg, irg, bl, ind, lb, mode_Int);
 173
 174                                         n = new_rd_Mul(dbg, irg, bl, ind, last_size, mode_Int);
 175
 176                                         /*
 177                                          * see comment above.
 178                                          */
 179                                         if (i > 0)
 180                                                 last_size = new_rd_Mul(dbg, irg, bl, last_size, elms, mode_Int);
 181
 182                                         newn = new_rd_Add(dbg, irg, bl, newn, n, mode);
 183                                 }
 184                         } else {
 185                                 /* no array type */
 186                                 ir_mode *idx_mode = get_irn_mode(index);
 187                                 tarval *tv = new_tarval_from_long(get_mode_size_bytes(basemode), idx_mode);
 188
 189                                 newn = new_rd_Add(dbg, irg, bl, get_Sel_ptr(sel),
 190                                         new_rd_Mul(dbg, irg, bl, index,
 191                                         new_r_Const(irg, idx_mode, tv),
 192                                         idx_mode),
 193                                         mode);
 194                         }
 195                 } else if (is_Method_type(get_entity_type(ent)) &&
 196                            is_Class_type(owner) &&
 197                            (owner != get_glob_type()) &&
 198                            (!is_frame_type(owner)))  {
 199                         ir_node *add;
 200                         ir_mode *ent_mode = get_type_mode(get_entity_type(ent));
 201
 202                         /* We need an additional load when accessing methods from a dispatch table. */
 203                         tv   = new_tarval_from_long(get_entity_offset(ent), mode_Int);
 204                         cnst = new_rd_Const(dbg, irg, mode_Int, tv);
 205                         add  = new_rd_Add(dbg, irg, bl, get_Sel_ptr(sel), cnst, mode);
 206 #ifdef DO_CACHEOPT  /* cacheopt version */
 207                         newn = new_rd_Load(dbg, irg, bl, get_Sel_mem(sel), sel, ent_mode);
 208                         cacheopt_map_addrs_register_node(newn);
 209                         set_Load_ptr(newn, add);
 210 #else /* normal code */
 211                         newn = new_rd_Load(dbg, irg, bl, get_Sel_mem(sel), add, ent_mode);
 212 #endif
 213                         newn = new_r_Proj(irg, bl, newn, ent_mode, pn_Load_res);
 214
 215                 } else if (get_entity_owner(ent) != get_glob_type()) {
 216                         int offset;
 217
 218                         /* replace Sel by add(obj, const(ent.offset)) */
 219                         assert(!(get_entity_allocation(ent) == allocation_static &&
 220                                 (get_entity_n_overwrites(ent) == 0 && get_entity_n_overwrittenby(ent) == 0)));
 221                         newn   = get_Sel_ptr(sel);
 222                         offset = get_entity_offset(ent);
 223                         if (offset != 0) {
 224                                 ir_mode *mode_UInt = get_reference_mode_unsigned_eq(mode);
 225
 226                                 tv = new_tarval_from_long(offset, mode_UInt);
 227                                 cnst = new_r_Const(irg, mode_UInt, tv);
 228                                 newn = new_rd_Add(dbg, irg, bl, newn, cnst, mode);
 229                         }
 230                 } else {
 231                         /* global_type */
 232                         newn = new_rd_SymConst_addr_ent(NULL, current_ir_graph, mode, ent, firm_unknown_type);
 233                 }
 234         }
 235         /* run the hooks */
 236         hook_lower(sel);
 237
 238         exchange(sel, newn);
 239 }  /* lower_sel */
 240
 241 /**
 242  * Lower a all possible SymConst nodes.
 243  */
 244 static void lower_symconst(ir_node *symc) {
 245         ir_node       *newn;
 246         ir_type       *tp;
 247         ir_entity     *ent;
 248         tarval        *tv;
 249         ir_enum_const *ec;
 250         ir_mode       *mode;
 251
 252         switch (get_SymConst_kind(symc)) {
 253         case symconst_type_tag:
 254                 assert(!"SymConst kind symconst_type_tag not implemented");
 255                 break;
 256         case symconst_type_size:
 257                 /* rewrite the SymConst node by a Const node */
 258                 tp   = get_SymConst_type(symc);
 259                 assert(get_type_state(tp) == layout_fixed);
 260                 mode = get_irn_mode(symc);
 261                 tv   = new_tarval_from_long(get_type_size_bytes(tp), mode);
 262                 newn = new_Const(get_irn_mode(symc), tv);
 263                 assert(newn);
 264                 /* run the hooks */
 265                 hook_lower(symc);
 266                 exchange(symc, newn);
 267                 break;
 268         case symconst_type_align:
 269                 /* rewrite the SymConst node by a Const node */
 270                 tp   = get_SymConst_type(symc);
 271                 assert(get_type_state(tp) == layout_fixed);
 272                 mode = get_irn_mode(symc);
 273                 tv   = new_tarval_from_long(get_type_alignment_bytes(tp), mode);
 274                 newn = new_Const(mode, tv);
 275                 assert(newn);
 276                 /* run the hooks */
 277                 hook_lower(symc);
 278                 exchange(symc, newn);
 279                 break;
 280         case symconst_addr_name:
 281                 /* do not rewrite - pass info to back end */
 282                 break;
 283         case symconst_addr_ent:
 284                 /* leave */
 285                 break;
 286         case symconst_ofs_ent:
 287                 /* rewrite the SymConst node by a Const node */
 288                 ent  = get_SymConst_entity(symc);
 289                 assert(get_type_state(get_entity_type(ent)) == layout_fixed);
 290                 mode = get_irn_mode(symc);
 291                 tv   = new_tarval_from_long(get_entity_offset(ent), mode);
 292                 newn = new_Const(mode, tv);
 293                 assert(newn);
 294                 /* run the hooks */
 295                 hook_lower(symc);
 296                 exchange(symc, newn);
 297                 break;
 298         case symconst_enum_const:
 299                 /* rewrite the SymConst node by a Const node */
 300                 ec   = get_SymConst_enum(symc);
 301                 assert(get_type_state(get_enumeration_owner(ec)) == layout_fixed);
 302                 tv   = get_enumeration_value(ec);
 303                 newn = new_Const(get_irn_mode(symc), tv);
 304                 assert(newn);
 305                 /* run the hooks */
 306                 hook_lower(symc);
 307                 exchange(symc, newn);
 308                 break;
 309         case symconst_label:
 310                 /* leave */
 311                 break;
 312
 313         default:
 314                 assert(!"unknown SymConst kind");
 315                 break;
 316         }
 317 }  /* lower_symconst */
 318
 319 /**
 320  * Checks, whether a size is an integral size
 321  *
 322  * @param size  the size on bits
 323  */
 324 static int is_integral_size(int size) {
 325         /* must be a 2^n */
 326         if (size & (size-1))
 327                 return 0;
 328         /* must be at least byte size */
 329         return size >= 8;
 330 }  /* is_integral_size */
 331
 332 /**
 333  * lower bitfield load access.
 334  *
 335  * @param proj  the Proj(result) node
 336  * @param load  the Load node
 337  */
 338 static void lower_bitfields_loads(ir_node *proj, ir_node *load) {
 339         ir_node *sel = get_Load_ptr(load);
 340         ir_node *block, *n_proj, *res, *ptr;
 341         ir_entity *ent;
 342         ir_type *bf_type;
 343         ir_mode *bf_mode, *mode;
 344         int offset, bit_offset, bits, bf_bits, old_cse;
 345         dbg_info *db;
 346
 347         if (!is_Sel(sel))
 348                 return;
 349
 350         ent     = get_Sel_entity(sel);
 351         bf_type = get_entity_type(ent);
 352
 353         /* must be a bitfield type */
 354         if (!is_Primitive_type(bf_type) || get_primitive_base_type(bf_type) == NULL)
 355                 return;
 356
 357         /* We have a bitfield access, if either a bit offset is given, or
 358            the size is not integral. */
 359         bf_mode = get_type_mode(bf_type);
 360         if (! bf_mode)
 361                 return;
 362
 363         mode       = get_irn_mode(proj);
 364         block      = get_nodes_block(proj);
 365         bf_bits    = get_mode_size_bits(bf_mode);
 366         bit_offset = get_entity_offset_bits_remainder(ent);
 367
 368         if (bit_offset == 0 && is_integral_size(bf_bits) && bf_mode == get_Load_mode(load))
 369                 return;
 370
 371         bits   = get_mode_size_bits(mode);
 372         offset = get_entity_offset(ent);
 373
 374         /*
 375          * ok, here we are: now convert the Proj_mode_bf(Load) into And(Shr(Proj_mode(Load)) for unsigned
 376          * and Shr(Shl(Proj_mode(load)) for signed
 377          */
 378
 379         /* abandon bitfield sel */
 380         ptr = get_Sel_ptr(sel);
 381         db  = get_irn_dbg_info(sel);
 382         ptr = new_rd_Add(db, current_ir_graph, block, ptr, new_Const_long(mode_Is, offset), get_irn_mode(ptr));
 383
 384         set_Load_ptr(load, ptr);
 385         set_Load_mode(load, mode);
 386
 387
 388         /* create new proj, switch off CSE or we may get the old one back */
 389         old_cse = get_opt_cse();
 390         set_opt_cse(0);
 391         res = n_proj = new_r_Proj(current_ir_graph, block, load, mode, pn_Load_res);
 392         set_opt_cse(old_cse);
 393
 394         if (mode_is_signed(mode)) { /* signed */
 395                 int shift_count_up    = bits - (bf_bits + bit_offset);
 396                 int shift_count_down  = bits - bf_bits;
 397
 398                 if (shift_count_up) {
 399                         res = new_r_Shl(current_ir_graph, block, res,
 400                                 new_Const(mode_Iu, new_tarval_from_long(shift_count_up, mode_Iu)), mode);
 401                 }
 402                 if (shift_count_down) {
 403                         res = new_r_Shrs(current_ir_graph, block, res,
 404                                 new_Const(mode_Iu, new_tarval_from_long(shift_count_down, mode_Iu)), mode);
 405                 }
 406         } else { /* unsigned */
 407                 int shift_count_down  = bit_offset;
 408                 unsigned mask = ((unsigned)-1) >> (bits - bf_bits);
 409
 410                 if (shift_count_down) {
 411                         res = new_r_Shr(current_ir_graph, block, res,
 412                                 new_Const(mode_Iu, new_tarval_from_long(shift_count_down, mode_Iu)), mode);
 413                 }
 414                 if (bits != bf_bits) {
 415                         res = new_r_And(current_ir_graph, block, res,
 416                                 new_Const(mode, new_tarval_from_long(mask, mode)), mode);
 417                 }
 418         }
 419
 420         exchange(proj, res);
 421 }  /* lower_bitfields_loads */
 422
 423 /**
 424  * lower bitfield store access.
 425  *
 426  * @todo: It adds a load which may produce an exception!
 427  */
 428 static void lower_bitfields_stores(ir_node *store) {
 429         ir_node   *sel = get_Store_ptr(store);
 430         ir_node   *ptr, *value;
 431         ir_entity *ent;
 432         ir_type *bf_type;
 433         ir_mode *bf_mode, *mode;
 434         ir_node *mem, *irn, *block;
 435         unsigned mask, neg_mask;
 436         int bf_bits, bits_mask, offset, bit_offset;
 437         dbg_info *db;
 438
 439         /* check bitfield access */
 440         if (!is_Sel(sel))
 441                 return;
 442
 443         ent     = get_Sel_entity(sel);
 444         bf_type = get_entity_type(ent);
 445
 446         /* must be a bitfield type */
 447         if (!is_Primitive_type(bf_type) || get_primitive_base_type(bf_type) == NULL)
 448                 return;
 449
 450         /* We have a bitfield access, if either a bit offset is given, or
 451            the size is not integral. */
 452         bf_mode = get_type_mode(bf_type);
 453         if (! bf_mode)
 454                 return;
 455
 456         value      = get_Store_value(store);
 457         mode       = get_irn_mode(value);
 458         block      = get_nodes_block(store);
 459
 460         bf_bits    = get_mode_size_bits(bf_mode);
 461         bit_offset = get_entity_offset_bits_remainder(ent);
 462
 463         if (bit_offset == 0 && is_integral_size(bf_bits) && bf_mode == get_irn_mode(value))
 464                 return;
 465
 466         /*
 467          * ok, here we are: now convert the Store(Sel(), value) into Or(And(Load(Sel),c), And(Value,c))
 468          */
 469         mem        = get_Store_mem(store);
 470         offset     = get_entity_offset(ent);
 471
 472         bits_mask = get_mode_size_bits(mode) - bf_bits;
 473         mask = ((unsigned)-1) >> bits_mask;
 474         mask <<= bit_offset;
 475         neg_mask = ~mask;
 476
 477         /* abandon bitfield sel */
 478         ptr = get_Sel_ptr(sel);
 479         db  = get_irn_dbg_info(sel);
 480         ptr = new_rd_Add(db, current_ir_graph, block, ptr, new_Const_long(mode_Is, offset), get_irn_mode(ptr));
 481
 482         if (neg_mask) {
 483                 /* there are some bits, normal case */
 484                 irn  = new_r_Load(current_ir_graph, block, mem, ptr, mode);
 485                 mem  = new_r_Proj(current_ir_graph, block, irn, mode_M, pn_Load_M);
 486                 irn  = new_r_Proj(current_ir_graph, block, irn, mode, pn_Load_res);
 487
 488                 irn = new_r_And(current_ir_graph, block, irn,
 489                         new_Const(mode, new_tarval_from_long(neg_mask, mode)), mode);
 490
 491                 if (bit_offset > 0) {
 492                         value = new_r_Shl(current_ir_graph, block, value,
 493                                 new_Const(mode_Iu, new_tarval_from_long(bit_offset, mode_Iu)), mode);
 494                 }
 495
 496                 value = new_r_And(current_ir_graph, block, value,
 497                         new_Const(mode, new_tarval_from_long(mask, mode)), mode);
 498
 499                 value = new_r_Or(current_ir_graph, block, value, irn, mode);
 500         }
 501
 502         set_Store_mem(store, mem);
 503         set_Store_value(store, value);
 504         set_Store_ptr(store, ptr);
 505 }  /* lower_bitfields_stores */
 506
 507 /**
 508  * Lowers unaligned Loads.
 509  */
 510 static void lower_unaligned_Load(ir_node *load) {
 511   (void) load;
 512         /* NYI */
 513 }
 514
 515 /**
 516  * Lowers unaligned Stores
 517  */
 518 static void lower_unaligned_Store(ir_node *store) {
 519         (void) store;
 520         /* NYI */
 521 }
 522
 523 /**
 524  * lowers IR-nodes, called from walker
 525  */
 526 static void lower_irnode(ir_node *irn, void *env) {
 527         (void) env;
 528         switch (get_irn_opcode(irn)) {
 529         case iro_Sel:
 530                 lower_sel(irn);
 531                 break;
 532         case iro_SymConst:
 533                 lower_symconst(irn);
 534                 break;
 535         case iro_Load:
 536                 if (env != NULL && get_Load_align(irn) == align_non_aligned)
 537                         lower_unaligned_Load(irn);
 538                 break;
 539         case iro_Store:
 540                 if (env != NULL && get_Store_align(irn) == align_non_aligned)
 541                         lower_unaligned_Store(irn);
 542                 break;
 543         case iro_Cast:
 544                 exchange(irn, get_Cast_op(irn));
 545                 break;
 546         default:
 547                 break;
 548         }
 549 }  /* lower_irnode */
 550
 551 /**
 552  * Walker: lowers IR-nodes for bitfield access
 553  */
 554 static void lower_bf_access(ir_node *irn, void *env) {
 555         (void) env;
 556         switch (get_irn_opcode(irn)) {
 557         case iro_Proj:
 558         {
 559                 long proj     = get_Proj_proj(irn);
 560                 ir_node *pred = get_Proj_pred(irn);
 561
 562                 if (proj == pn_Load_res && is_Load(pred))
 563                         lower_bitfields_loads(irn, pred);
 564                 break;
 565         }
 566         case iro_Store:
 567                 lower_bitfields_stores(irn);
 568                 break;
 569
 570         default:
 571                 break;
 572         }
 573 }  /* lower_bf_access */
 574
 575 /*
 576  * Replaces SymConsts by a real constant if possible.
 577  * Replace Sel nodes by address computation.  Also resolves array access.
 578  * Handle Bitfields by added And/Or calculations.
 579  */
 580 void lower_highlevel_graph(ir_graph *irg, int lower_bitfields) {
 581
 582         if (lower_bitfields) {
 583                 /* First step: lower bitfield access: must be run as long as Sels still
 584                  * exists. */
 585                 irg_walk_graph(irg, NULL, lower_bf_access, NULL);
 586         }
 587
 588         /* Finally: lower SymConst-Size and Sel nodes, Casts, unaligned Load/Stores. */
 589         irg_walk_graph(irg, NULL, lower_irnode, NULL);
 590 }  /* lower_highlevel_graph */
 591
 592 /*
 593  * does the same as lower_highlevel() for all nodes on the const code irg
 594  */
 595 void lower_const_code(void) {
 596         walk_const_code(NULL, lower_irnode, NULL);
 597 }  /* lower_const_code */
 598
 599 /*
 600  * Replaces SymConsts by a real constant if possible.
 601  * Replace Sel nodes by address computation.  Also resolves array access.
 602  * Handle Bitfields by added And/Or calculations.
 603  */
 604 void lower_highlevel(int lower_bitfields) {
 605         int i, n;
 606
 607         n = get_irp_n_irgs();
 608         for (i = 0; i < n; ++i) {
 609                 ir_graph *irg = get_irp_irg(i);
 610                 lower_highlevel_graph(irg, lower_bitfields);
 611         }
 612         lower_const_code();
 613 }  /* lower_highlevel */